Климат Земли возвращается к условиям раннего плиоцена

Профессор Марк Пегени (Mark Pagani) из Йельского университета и его коллеги из Гонконгского и Калифорнийского университетов изучали климат раннего и среднего плиоцена (примерно 3-5 млн лет назад). Считается, что именно тогда Земля переживала период глобального потепления. Ученые показали, что концентрации углекислого газа в атмосфере того времени совпадали с современными, а вот температура была на 2-3 градуса выше.

Реконструкция климата

«Оценить, насколько вообще чувствителен климат к тем или иным факторам, очень помогают эпизоды в истории Земли с теплым климатом. Например, в раннем плиоцене (3 млн лет назад) среднегодовая температура была на 2,5°С, а по некоторым данным, и на 4°С выше, чем в доиндустриальную эпоху», -- пишут в своей работе авторы исследования.

Профессор Пегени решил выяснить, почему в то время происходили такие изменения. Он остановился на предположении, что основную роль в изменении плиоценового потепления играл углекислый газ. Именно повышение его концентрации повлекло за собой масштабные изменения, охватившие всю планету, считает ученый.

Реконструкцию климата авторы работы проводили на основе анализа глубоководных кернов. Океанское дно бурили в рамках программы по глубоководному бурению в шести точках в Тихом океане и Атлантике в Северном полушарии. Чтобы выяснить, какой была концентрация углекислого газа в атмосфере плиоцена, профессор Пегени решил использовать алкенон-СО₂ метод. Алкеноны – это необыкновенно устойчивые органические вещества (непредельные кетоны с сопряженными двойными связями), их производит в процессе своей жизнедеятельности фитопланктон класса Prymnesiophyceae. Метод основан на том, что разные условия, в которых обитали миллионы лет назад эти водоросли, должны были сказаться на скорости их роста, а значит, и на содержании алкенолов.

Два климата

Рассчитав значения концентрации углекислого газа в атмосфере раннего плиоцена, ученые выяснили, что в те времена в воздухе находилось столько же углекислоты, сколько и сейчас (в 2009 году) – от 390 до 280 ppm. Это значит, что плиоценовые концентрации CO₂ превышали доиндустриальные на 90-125 ppm. Но при этом значения температуры были на 2-3 градуса выше, чем современные. Профессор Пегени говорит, что, вероятнее всего, раньше ученые просто недооценивали чувствительность климата к внешним факторам. В особенности к концентрации углекислого газа.

Дело в том, объясняют авторы работы, что климат Земли подвержен колебаниями разной периодичности. Периоды таких колебаний могут составлять десятки, сотни, тысячи и миллионы лет. Действительно, на климат влияют определенные факторы, но он может реагировать на них через разные промежутки времени – быстро или не очень. Например, изменения содержания в атмосфере водяного пара или состояние ледяного покрова в океане довольно быстро сказываются на климате. С другой стороны, изменения во взаимодействии океана и атмосферы, состояние континентальных ледников, растительности суши, изменения циркуляции вод океана или изменения в глубинных слоях океана -- все это тоже, очевидно, сказывается на климате. Но проявляются эти изменения через значительно больший промежуток времени -- через сотни и тысячи лет. Если учитывать все длительные изменения, то окажется, что сейчас мы наблюдаем самое начало потепления климата, говорит профессор Пегени, а через несколько столетий значения температуры достигнут плиоценовых – то есть повысятся еще на 2-3 градуса.

Более подробно с исследованиями профессора Пегени и его коллег можно ознакомиться в последнем номере журнала Nature Geoscience.